自动增益控制放大器设计 下载本文

目前,此电路已经广泛用于各种接收机、录音机和信号采集系统当中,另外在光纤通信、微波通信、卫星通信等通信系统及雷达、广播电视系统中也得到了广泛的应用。

AGC电路目前概括起来有模拟AGC和数字AGC电路。AGC环路可以放在模拟与数字电路之间,增益控制的算法在数字部分实现,合适的增益设置反馈给模拟可变增益放大器(VGA)。目前出现的自动增益控制方法可以分为以下3类:基于电路反馈的自动增益控制、基于光路反馈的自动增益控制、光路反馈和电路反馈相结合的自动增益控制。本文中将要研究的是基于电路反馈的利用放大器实现的自动增益控制。 3.2.2 自动增益控制的原理

自动增益控制电路的作用是:当输入信号电压变化很大时,保持接收机输出电压恒定或基本不变。具体的说,当输入信号很弱时,接收机的增益较大,自动增益控制电路不起作用;当输入信号很强时,自动增益控制电路进行控制,使接收机的增益减小。这样,当接收信号强度变化时,接收机的输出端的电压或功率基本不变或保持恒定。因此对AGC电路的要求是:在输入信号较小时,AGC电路不起作用,只有当输入信号增大到一定程度后,AGC电路才起控制作用,使增益随输入信号的增大而减少。 为实现上述要求,必须有一个能随外来信号强弱而变化的控制电压或电流信号,利用这个信号对放大器的增益自动进行控制。由上述分析可知,调幅中频信号经幅度检波后,在它的输出中除音频信号外,还含有直流分量。直流分量大小与中频载波的振幅成正比,也即与外来高频信号成正比。因此,可将检波器输出的直流分量作为AGC控制信号[7]。

利用单片机根据输出信号幅度调节增益。输出信号检波后经过简单2级RC滤波后由单片机采样,截止频率为100Hz。由于放大器通频带低端在1kHz,当工 作频率为1kHz时,为保证在增益变化时输出波形失真较小,将AGC响应时间设定为10ms,用单片机定时器0来产生10ms中断进行输出有效值采样,增益控制电压也经过滤波后加在可变增益放大器上。AGC控制范围理论上可达0~80dB,实际上由于输入端加了保护电路,在不同输出电压时AGC范围不一样,输出在4.5~5.5V时AGC范围约为70dB,而当输出为2V~2.5V时AGC范围可达80dB。

AGC电路工作原理:可以分为增益受控放大电路和控制电压形成电路。增益受控放大电路位于正向放大通路,其增益随控制电压U0而改变。控制电压形成电路的基本部

件是AGC整流器和低通平滑滤波器,有时也包含门电路和直流放大器等部件。 3.2.3 正弦电压有效值的计算

AD637的内部结构如图3.1所示:

根据AD637芯片手册所给出的计算真有效值的经验公式为:

V???V2IN?rms

?V?rms? 其中:VIN为输入电压,Vrms为输出电压有效值。

图3.1 AD637的内部结构图

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